Scansione 3D e simulazione: l'ultima frontiera dei virtual actors

Scansione 3D e Simulazione

Lezione 08 3D scanning e simulazione. L'ultima frontiera: i virtual actors In questa lezione si chiuderà il tema della modellazione e dell'animazione in computer graphic riprendendo l'argomento relativo alla ricerca del realismo nella modellazione tridimensionale e virtuale degli oggetti e dei personaggi, nella modellazione facciale e nell'animazione digitale di un essere umano. C'è da premettere che l'argomento non è nuovo e che le tecniche elaborate per ottenere un modellato facciale credibile con relativa animazione affondano le loro origini nella computer grafica. Prima di iniziare è utile vedere un filmato relativo alla modellazione facciale. Inserimento clip sulla modellazione facciale

Il filmato appena visto è alquanto anacronistico e dimostra come il tentativo di modellare un volto sia datato quanto le tecniche di computer graphic, risultando lontano anni luce dai prodotti realizzati negli ultimi anni. Il limite, dal punto di vista concettale, rimane immutato: allora come oggi il vero problema era rappresentato dal saper realizzare un modellato facciale che fosse realistico non solo dal punto di vista delle masse muscolari che compongono un volto umano ma anche per quanto riguarda le texture di superficie ovvero la tessitura dell'immagine che riveste il modello tridimensionale. La differenza tra il modello facciale e il modello tridimensionale di qualsiasi altro oggetto sta nel fatto che quando si fruisce, come spettatori, di un volto umano si cerca immediatamente una corrispondenza assoluta tra ciò che si sta vedendo e ciò che è la resa quotidiana di un volto umano. Non essendoci una sostanziale distanza tra ciò che si vede e ciò che si conosce, si è portati a cercare e a trovare gli elementi di irrealtà che esso contiene e quindi, rispetto al filmato appena visto e rispetto agli esempi che vedremo, pur essendoci stata un'evoluzione notevole delle tecniche deputate al raggiungimento di questo risultato, un limite strutturale continua a sussistere proprio per la conoscenza e la familiarità approfondita che si ha del volto umano. I limiti tecnologici all'ottenimento di un risultato credibile nella realizzazione di un volto umano sono distinguibili in due ambiti sostanziali: limiti oggettivi e limiti soggettivi.

Limiti Oggettivi nella Modellazione Facciale

I limiti oggettivi, ampiamente superati dalle tecniche odierne, sono i seguenti:

• la complessità del dettaglio del modellato facciale. La tecnica più usata per la modellazione tridimensionale, quella che consente i migliori risultati col minor dispendio di dotazione hardware ed elaborazione di calcolo è quella poligonale: per la realizzazione di un modellato facciale, le tecniche più usate sono quelle che fanno capo alla moderna digital sculpture, la scultura digitale, che consente di intervenire in maniera molto 2dettagliata sulle singole sfaccettature del poligono che compone il modello tridimensionale. Questo modellato facciale non solo è complesso dal momento che richiede adattabilità (basti pensare all'unicità di ogni singola espressione facciale umana), ma anche perché, inevitabilmente, le masse tridimensionali che compongono i singoli elementi di un volto, devono essere ricondotte necessariamente a un modellato semplificato dato che, altrimenti, non si potrebbe utilizzare la modellazione poligonale. Questa tecnica consente di ottenere risultati soddisfacenti laddove il modellato è statico quindi quando si realizza un volto umano che non preveda una successiva animazione; nel momento in cui il modellato facciale verrà animato seguendo le increspature e le mimiche facciali proprie del volto umano, paleserà inesorabilmente la sua virtualità e la sua irrealtà rispetto a un volto vero.
• la texture che riveste il modellato facciale: la pelle umana riflette e assorbe la luce in modo molto particolare come, del resto, tutte le superfici ma nel momento in cui tale riflessione della luce avviene su un volto noto, il modo in cui questa luce viene restituita se non è più che credibile dichiara subito l'irrealtà dell'oggetto tridimensionale che si ha davanti.
• le tecniche di animazione del volto: a differenza del corpo umano che si può affidare a un rigging, a un'armatura corrispondente allo scheletro, nel caso di un volto, tale movimento può avvenire attraverso strumenti di animazione virtuali che costituiscono una sorta di ossatura dei muscoli facciali. Il modo in cui verrà armato il volto per simularne l'espressività e la superficie di modellato tridimensionale sul quale l'armatura verrà animata, costituiscono gli elementi più difficili da affrontate per ottenere risultati soddisfacenti.

Tecniche di Animazione Facciale nella Cinematografia

Nell'ambio della cinematografia attuale più o meno tutti i registi di ultima generazione (ma non solo) si sono cimentati con le tecniche di animazione facciale di modellazione del volto umano. Fra tutti, il regista che più ha voluto indagare le tecniche dello scanning facciale, è sicuramente Robert Zemeckis che nei suoi ultimi tre film ha compulsato, con successo, queste tecniche. Prima di procedere appare utile visionare tre clip tratte dagli ultimi film di Zemeckis in cui, in modi differenti, si è fatto uso di facial capture e di altre tecniche di animazione facciale con esiti differenti ma interessanti. Inserimento clip tratte dagli ultimi film di Robert Zemeckis

Le tre clip appartengono a film legati a un arco temporale breve ma al contempo molto lungo dal punto di vista delle tecnologie in essi adottate:

1. Polar Express (2004) favola amata soprattutto dai bambini;
2. Beowulf (2007) film d'avventura ai limiti del fantastico;
3. A Christmas Carol (2009), trasposizione del capolavoro letterario a sfondo natalizio dello scrittore vittoriano Charles Dickens.

Approcci Stilistici nei Film di Zemeckis

I tre film sono apparentemente simili ma, in realtà, adottano approcci registici differenti; il primo è l'esperimento più interessante, quello che, almeno dal punto di vista del modellato tridimensionale e del trattamento dei volti dei personaggi, strizza l'occhio a una patente volontà di stilizzazione, analoga alla modalità della produzione di immagini tridimensionali adottata dalla Pixar, vista nella precedente lezione. La distanza che in Polar Express si percepisce tra il volto del Tom Hanks attore reale e la sua versione virtuale fornisce quella distanza stilistica necessaria che rende apprezzabile l'esperimento ottenuto. Completamente diverso è il risultato di Beowulf in cui la ricerca di Zemeckis risulta fortemente condiziona da necessità commerciali: a tale proposito non bisogna dimenticare che le ultime tecnologie cinematografiche devono soddisfare i desiderata di un pubblico sovente più interessato agli ultimi ritrovati tecnologici che alla narrazione e alla storia alla base del film. In Beowulf gli attori sono veri ma digitalizzati, cosi come in Polar Express. l'esempio più lampante è quello di Anthony Hopkins che viene virtualizzato e poi restituito in digitale. In Beowulf Zemeckis non stilizza e non anima il volto per creare una distanza dal materiale umano originario ma, sfruttando a pieno i mezzi tecnici di cui dispone, crea una corrispondenza assoluta tra l'attore che ha prestato il volto e il suo clone digitale. Il risultato lo lasciamo alle opinioni di ciascuno ma Beowulf appare, in generale, più sterile di Polar Express. A Christmas Carol, di primo acchito, sembra simile, come resa globale, a Beowulf ma qui il regista ha tentato un differente approccio stilistico: in questo caso l'uso del motion capture e dello scanning facciale ha come scopo quello di prestare la fisicità e la capacità interpretativa e attoriale di Jim Carrey a quattro personaggi differenti ovvero Scrooge, il fantasma del Natale passato, il fantasma del Natale presente e il fantasma del Natale futuro. Zemeckis ha dato un senso alla sua ricerca stilistica utilizzando in maniera versatile uno strumento già noto ma anche in questo caso il risultato ha dei limiti molto evidenti, resi manifesti dalla mancanza totale della Gli occhi dei volti tridimensionali mancano di anima e di vitalità: queste tecniche infatti permettono di far emergere una forma di espressività fortemente legata all'esteriorità e all'animazione dei muscoli facciali, ma tale espressività è priva di un afflato umano, di anima e lo Scrooge virtualizzato di Jim Carrey ne è un esempio lampante. Un altro elemento da considerare, e che 4costituisce un campo di ricerca ancora aperto, è la riproduzione del comportamento umano (natural behaviour) che sottostà all'animazione facciale: l'attore che deve prestare i suoi movimenti al volto virtualizzato deve agire in un contesto spurio rispetto alla narrazione che giustifica una determinata emozione e una specifica intenzione attoriale. L'attore è costretto, affinché i suoi movimenti possano essere registrati e prestati al modello tridimensionale, ad esprimere la sua interpretazione attoriale in un contesto avulso, totalmente scollato rispetto alla narrazione del film e questo elemento costituisce un limite di cui risentono più o meno tutti i film realizzati con le tecniche prese in esame. Nei motori fisici che simulano la fisica newtoniana e la loro azione sugli oggetti mossi all'interno dello spazio tridimensionale, ciò che si può rilevare è l'assenza totale del caso, dell'eccezionalità, dell'elemento sovversivo, differente e inaspettato che si può avere solo nel momento in cui l'attore agisce e recita nel momento in cui viene ripreso: è opportuno non sottovalutare il valore dell'estemporaneita e dell'improvvisazione che solo l'interpretazione live action consente e che risulta preclusa all'attore virtuale.

Confronto tra Film con Tecniche di Modellazione Facciale

Dopo aver citato il lavoro di Robert Zemeckis, antesignano di queste tecniche, vale la pena descrivere il lavoro di altri due regisi che fanno uso delle tecniche di modellazione e di animazione facciale non per realizzare film interamente in CGA ma per realizzare film che, con un approccio differente ma molto comune nella cinematografia attuale, utilizzano tali tecniche per unirle a un recitato e a un'azione che appartiene ancora alla cinematografa classica. Ci si riferisce a Il curioso caso di Benjamin Button di David Fincher (2008) e a Tron: Legacy (2010) sequel di Tron (1982), per la regia di Joseph Kosinski, film differenti per stile e per linguaggio cinematografico ma che, messi a confronto, permettono di comprendere come l'utilizzo di queste tecniche, con finalità differenti, porti a risultati opposti: uno positivo, con dei limiti da superare ma comunque molto affascinante per le potenzialità che esprime, visibile ne Il curioso caso di Benjamin Button e l'altro decisamente più sterile. Inserimento clip tratte da The Curious Case of Benjamin Button e Tron: Legacy

Risultati della Virtualizzazione in Tron: Legacy

Nel film di Kosinski, Tron: Legacy, come già in Beowulf, l'intenzione commerciale e l'ammiccamento nei confronti del pubblico è evidente: Jeff Bridges è il primo attore che può annoverare nel suo curriculum di aver recitato con un se stesso più giovane di trent'anni, argomento cinematografico intrigante ma il cui risultato, dal punto di vista linguistico, è deludente già a partire dal fatto che la virtualizzazione del volto di Jeff è visibilmente fittizia. Jeff Bridges è se stesso dal punto di vista tecnico-oggettivo in quanto il volto è stato digitalizzato estrapolando un fermo-immagine dalla versione originale di Tron, usando tecniche sofisticate per restituire la tridimensionalità che non c'era in fase di ripresa e realizzando una texture del volto molto efficace 5